DE4006338A1 - Taumelscheibenkompressor mit internem kaeltemittel/schmiermittel-trennsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Taumelscheibenkompressor mit einem internen Kältemittel/Schmiermittel-Trennsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Speziell befaßt sich die Erfindung mit einem internen Schmiersystem für einen Kältemittel-Taumelscheiben­ kompressor und insbesondere mit einem Taumelscheiben­ kompressor, welcher ein internes Kältemittel/ Schmiermittel-Trennsystem aufweist, welches in der Lage ist, ein internes Schmiersystem derart von einem internen Kältemittelkreislauf zu trennen, daß ein gasförmiges Kältemittel mit darin suspendiertem Öl, welches aus der Taumelscheibenkammer abfließt, erst dann in den Kälte­ mittelkreislauf zurückgeführt wird, wenn die zunächst vorhandene Schmiermittelkomponente abgetrennt und aus dem gasförmigen Kältemittel entfernt ist.

Zum besseren Verständnis des der Erfindung zugrunde liegenden Konzepts soll nachstehend zunächst detailliert auf die vorbekannten Taumelscheibenkompressoren eingegangen werden, von denen eine typische Ausführungs­ form, die nachstehend detailliert erläutert wird, in Fig. 13 der Zeichnung gezeigt ist. Im einzelnen besitzt der konventionelle Taumelscheibenkompressor gemäß Fig. 13 einen vorderen Zylinderblock 1 und einen hinteren Zylinderblock 2, wobei die beiden Zylinderblöcke 1 und 2 derart miteinander verbunden sind, daß sie eine in axialer Richtung verlaufende Zylinderblockanordnung bilden, welche eine horizontale Achse besitzt. Dabei besitzt der Kompressor außerdem eine vordere Ventilplatte 3, die am offenen Ende des vorderen Zylinderblockes 1 befestigt ist, eine hintere Ventilplatte 4, die am offenen Ende des hinteren Zylinderblockes 2 befestigt ist, ein vorderes Gehäuse 5, welches das vordere Ende der Zylinderblock­ anordnung bedeckt, und ein hinteres Gehäuse 6, welches das hintere Ende der Zylinderblockanordnung bedeckt. In den Zylinderblöcken 1 und 2 der Zylinderblockanordnung ist eine Taumelscheibenkammer 7 ausgebildet. Ferner ist im unteren Teil der Zylinderblockanordnung unterhalb der Taumelscheibenkammer 7 ein Ölsumpf 8 vorgesehen. Eine axiale Antriebswelle 9, die mit Antriebseinrichtungen (nicht gezeigt) verbindbar ist, ist in der Zylinder­ blockanordnung mittels vorderer und hinterer Radiallager 22 drehbar gelagert, derart, daß die Drehachse der Antriebswelle 9 mit der horizontalen Mittel-Achse der Zylinderblockanordnung fluchtet. In der Taumelscheiben­ kammer 7 ist eine Taumelscheibe 10 drehfest auf der Antriebswelle 9 montiert. In den Zylinderblöcken 1 und 2 sind mehrere Zylinderbohrungen 12 ausgebildet und rund um die Drehachse der Antriebswelle 9 angeordnet. In jeder Zylinderbohrung 12 ist ein Doppelkolben 13 gleitver­ schieblich geführt. Jeder der Doppelkolben 13 steht mit der Taumelscheibe 10 über Kugel- und Schuhelemente 14 in Eingriff. Wenn die Taumelscheibe 10 zu einer Drehbewegung um die horizontale Drehachse der Antriebswelle 9 angetrieben wird und dabei eine Taumelbewegung ausführt, werden die Kolben 13 in den betreffenden Zylinderbohrungen 12 zu einer Hin- und Herbewegung angetrieben, um ein gasförmiges Kältemittel anzusaugen und zu verdichten und um das komprimierte Kältemittel abzugeben. Der Kältemittelkompressor gemäß Fig. 13 arbeitet mit einer Zwangsschmierung, beispielsweise mit einem Zwangs­ schmiersystem gemäß der JP-GM-Anmeldung 59-1 07 074. Dieses Schmiersystem umfaßt im hinteren Gehäuse 6 eine Ölpumpe 15, die von der Antriebswelle 9 angetrieben wird und der Schmierung eines vorderen und eines hinteren Drucklagers 11 dient, wobei diese Drucklager jeweils zwischen einer Nabe der Taumelscheibe 10 und den Zylinderblöcken 1 bzw. 2 angeordnet sind. Ferner erfolgt eine Schmierung der Kugel- und Schuhelemente 14. Das Zwangsschmiersystem pumpt mit Hilfe der Ölpumpe 15 Schmieröl A aus dem Ölsumpf 8 in eine Pumpenkammer 19. Von dort wird das Schmieröl A über einen Schmieröldurchlaß 20 und radial abzweigende Kanäle der Antriebswelle 9 den vorderen und hinteren Drucklagern 11 zugeführt.

Bei einem anderen konventionellen Schmiersystem läßt man einen Nebel des Schmieröls A in einem Kältemittel-Umwälz­ kreislauf zirkulieren, der von den Ansaugkammern 21 des vorderen und des hinteren Gehäuses 5 bzw. 6 durch die Zylinderbohrungen 12 der Zylinderblockanordnung und die Auslaßkammern 23 des vorderen bzw. hinteren Gehäuses 5 bzw. 6 führt und von dort durch die Taumelscheibenkammer 7 verläuft, um dadurch die Drucklager 11 und die Kugel- und Schuhelemente 14 zu schmieren.

Obwohl der in der Taumelscheibenkammer 7 herrschende Druck bei dem vorstehend beschriebenen konventionellen Kältemit­ tel-Taumelscheibenkompressor vorzugsweise gleich dem Druck auf der Kältemittel-Ansaugseite ist, erhöht sich der Druck in der Taumelscheibenkammer 7 während des Betriebes des Kompressors aufgrund von Leckströmen, die aus den Zylin­ derbohrungen 12 in die Taumelscheibenkammer 7 fließen, wenn das gasförmige Kältemittel von den Kolben 13 komprimiert wird, gegenüber dem Ansaugdruck. Die Taumel­ scheibenkammer 7 steht mit den Ansaugkammern 21 über einen Spalt in den Radiallagern 22 in Fluidverbindung, wobei der Spalt jedoch nicht ausreichend ist, um die Druckpegel in der Taumelscheibenkammer 7 und den Ansaugkammern 21 im Betrieb jederzeit auszugleichen. Daher wird gewöhnlich zwischen der Taumelscheibenkammer 7 und der Ansaugseite des Kältemittel-Umwälzkreislaufs, d.h. den Ansaugkammern 21 und den Ansaugkanälen, eine Druckausgleichsöffnung (nicht gezeigt) vorgesehen. Trotzdem nimmt die Druck­ differenz zwischen der Taumelscheibenkammer 7 und der Ansaugseite bei dem betrachteten Zwangsschmiersystem zu, wenn die Welle 9 mit einer hohen Drehzahl von beispiels­ weise 5000 Upm läuft und zusammen mit dem Kältemittel ein dicker Nebel des Schmieröls A aus der Taumelscheibenkammer 7 über kurze Verbindungskanäle zu der Kältemittel- Ansaugseite in den Kältemittel-Umwälzkreislauf fließt. Die Schmierölmenge, welche die Taumelscheibenkammer 7 verläßt, ist daher größer als diejenige Schmierölmenge, die in die Taumelscheibenkammer 7 hineinfließt, so daß die Menge des in der Taumelscheibenkammer 7 gespeicherten Schmieröls A allmählich bis auf eine unzureichende Menge abnimmt, was zu einer unzureichenden Schmierung der zu schmierenden Elemente führt. Hierdurch kann es zu einem Fressen der Kugel- und Schuhelemente 14 und zu einem schnellen Verschleiß dieser Bauteile kommen. Weiterhin sammelt sich der Teil des Schmieröls A, der zusammen mit dem gas­ förmigen Kältemittel in den äußeren Kältemittelkreislauf gelangt, in einem Verdampfer des Kühlkreislaufs und verringert die Kühlwirkung des Kühlkreislaufes. Anderer­ seits trennt das Schmiersystem, welches den Kältemittel- Umwälzkreislauf und die Taumelscheibenkammer 7 mit dem Nebel des Schmieröls A schmiert, das Schmieröl A mittels geeigneter Filtereinrichtungen von dem gasförmigen Kältemittel, welches in die Auslaßkammern 63 abgegeben wird, und führt das abgeschiedene Schmieröl A zur Kältemittelansaugseite des Kompressors zurück, um zu verhindern, daß das Schmieröl A in den äußeren Kühl­ kreislauf fließt. Die Filtereinrichtung ist jedoch nicht in der Lage, das Schmieröl völlig von dem gasförmigen Kältemittel zu trennen, so daß sich in dem Verdampfer und anderen Teilen des äußeren Kühlkreislaufes Schmieröl sammelt, wodurch die Kühlleistung des Kühlkreislaufes verringert wird.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Probleme konventioneller Kältemittel-Taumel­ scheibenkompressoren zu vermeiden und insbesondere einen Taumelscheibenkompressor mit einem internen Kältemittel/ Schmiermittel-Trennsystem anzugeben, welches in der Lage ist, ein internes Schmiersystem derart von einem internen Kältemittelkreislauf zu trennen, daß das die Taumelschei­ benkammer verlassende Kältemittel erst in den Kühlkreis­ lauf geleitet wird, nachdem darin suspendiertes Öl abgeschieden und entfernt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Taumelschei­ benkompressor gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem Taumelscheibenkompressor gemäß der Erfindung fließt das gasförmige Kältemittel mit dem darin suspendierten Schmiermittelnebel aus der Taumelscheiben­ kammer über den Verbindungskanal in die Kältemittel/ Schmiermittel-Trennkammer, wenn der Druck in der Taumel­ scheibenkammer ansteigt, weil Leckgas aus den Zylinder­ bohrungen in die Taumelscheibenkammer strömt, während die Antriebswelle mit hoher Drehzahl läuft. Da die Fließge­ schwindigkeit des gasförmigen Kältemittels verringert wird, wenn dieses aus dem Verbindungskanal, welcher eine geringe Querschnittsfläche hat, in die Kältemittel/ Schmiermittel-Trennkammer eintritt, wird dort die in dem gasförmigen Kältemittel suspendierte Schmiermittel­ komponente von dem Kältemittelgas getrennt. Das gasförmige Kältemittel, aus dem das Schmieröl abgeschieden ist, fließt dann aus der Trennkammer durch den Kältemittel- Auslaßkanal des Kältemittel-Umwälzkreislaufs in die Taumelscheibenkammer, während das aus dem gasförmigen Kältemittel abgeschiedene Schmieröl durch den Verbin­ dungskanal in die Taumelscheibenkammer zurückkehrt.

Die Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand abhängiger Ansprüche. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Taumelscheiben­ kompressors gemäß der Erfindung mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch erfindungsgemäß besonders wichtige Teile des Kompressors gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite bevor­ zugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressors mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch erfindungsgemäß besonders wichtige Teile einer dritten Ausführungsform eines Taumelscheiben­ kompressors gemäß der Erfindung mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 6 für eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressors mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 einen vergrößerten Teillängsschnitt durch erfindungsgemäß besonders wichtige Elemente des Taumelscheibenkompressors gemäß Fig. 5;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausfüh­ rungsbeispiel eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressors mit einem isolierten, internen Schmiersystem;

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie X-X in Fig. 9;

Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 9;

Fig. 12 einen Querschnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 9; und

Fig. 13 einen Längsschnitt durch einen typischen Taumelscheibenkompressor mit einem internen Schmiersystem gemäß dem Stande der Technik.

Ehe nachstehend näher auf die einzelnen Ausführungsbei­ spiele von Taumelscheibenkompressoren gemäß der Erfindung eingegangen wird, sei an dieser Stelle noch vorausge­ schickt, daß in allen Zeichnungsfiguren für entsprechende Teile durchgehend dieselben Bezugszeichen verwendet werden und daß im Hinblick auf die in der Beschreibungseinleitung enthaltene, detaillierte Erläuterung des bekannten Kompressors gemäß Fig. 13 nachstehend nicht noch einmal detailliert auf die üblichen Bauteile und Elemente eines Taumelscheibenkompressors eingegangen wird.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 einen Taumelscheiben­ kompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der im Betrieb horizontal angeordnete Kompressor besitzt einen Grundkörper bzw. ein Gehäuse 16 mit einem vorderen Zylinderblock 1, einem hinteren Zylinderblock 2, einer vorderen Ventilplatte 3 und einer hinteren Ventilplatte 4. Der Taumelscheibenkompressor gemäß Fig. 1 und 2 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 13 dadurch, daß die vorderen und hinteren Drucklager 11 sowie die Radiallager 22 mit Schmieröl A geschmiert werden, welches, ohne daß eine Ölpumpe verwendet würde, direkt von der in den Ölsumpf eintauchenden Taumelscheibe 10 verspritzt wird. Außerdem ist die Anordnung der vorderen und der hinteren Ansaugkammer 21 sowie der vorderen und der hinteren Auslaßkammer 23 im vorderen bzw. im hinteren Gehäuse 5 bzw. 6 in radialer Richtung gegenüber der Anordnung von Ansaug- und Auslaßkammern bei dem bekannten Kompressor umgekehrt. Ein Vorrat des Schmieröls A befindet sich am Boden der Taumelscheiben­ kammer 7 und in einem Ölsumpf 8, so daß der äußere Rand der Taumelscheibe 10 teilweise in das Schmieröl A eintaucht. In der Nähe des hinteren Endes der axial verlaufenden Antriebswelle 9 ist ferner im Unterschied zum Stand der Technik im mittleren Teil des hinteren Gehäuses 6 eine Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer 25 ange­ ordnet. Die Trennkammer 25 ist von einer Trennwand 24 umschlossen und gegenüber der Ansaugkammer 21 und der Auslaßkammer 28 des hinteren Gehäuses 6 isoliert. Die vordere und die hintere Ansaugkammer 21 sind über einen Ansaugkanal 29 verbunden, der im oberen Teil der Zylin­ derblöcke 1 und 2 vorgesehen ist und über den ein gasförmiges Kältemittel G aus einem äußeren Kühlkreislauf angesaugt wird. In der hinteren Ventilplatte 4 ist eine durchgehende Öffnung 26 in der Nähe des Bodens der Trennkammer 25 vorgesehen. Ein gerader Verbindungskanal 27 mit relativ geringem Querschnitt, der in der Rückwand des hinteren Zylinderblockes ausgebildet ist, schafft über die durchgehende Öffnung 26 eine Fluidverbindung zwischen der Trennkammer 25 und der Taumelscheibenkammer 7. Der Verbindungskanal 27 hat also eine erste Öffnung 27 a, die sich zu der Taumelscheibenkammer 7 öffnet, und eine zweite Öffnung 27 b, die sich zu der Trennkammer 25 öffnet. Ein Auslaßkanal 28 für das gasförmige Kältemittel besitzt eine erste Öffnung 28 a und eine zweite Öffnung 28 b und ist in dem hinteren Gehäuse 6 in einer Position ausgebildet, die dem oberen Ende der Trennkammer 25 entspricht, um eine Fluidverbindung zwischen der Trennkammer 25 und der Ansaugkammer 21 des internen Kältemittel-Umwälzkreislaufs zu bilden. Die erste Öffnung 27 a des Kanals 27 öffnet sich dabei in die Taumelscheibenkammer 7 in einer Position, die höher liegt als der Pegel der Oberfläche C des in der Taumelscheibenkammer 7 enthaltenen Schmieröls A. Ferner öffnet sich die erste Öffnung 28 a des Kanals 28 für das gasförmige Kältemittel in die Ansaugkammer 21 in einer Position, die höher liegt als die Öffnung 27 a des Kanals 27 in der Seitenwand der Taumelscheibenkammer 7.

Nachstehend sollen nunmehr die Arbeitsweise und die besonderen Effekte des betrachteten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Wenn die Taumelscheibe 10 von der Welle 9 zu einer Taumelbewegung angetrieben wird, dann verspritzt sie das Schmieröl A in der Taumelscheibenkammer 7, wodurch die Drucklager 11, die Kugel- und Schuhelemente 14 und die Radiallager 22 geschmiert werden. Wenn die Taumelscheibe 10 zu einer Taumelbewegung angetrieben wird, werden ferner die Kolben 13 zu einer Hin- und Herbewegung zur Kompres­ sion des gasförmigen Kältemittels angetrieben. Wenn der Druckpegel in der Taumelscheibenkammer 7 allmählich über den Druckpegel in den Ansaugkammern 21 ansteigt, weil unter hohem Druck stehendes Leckgas aus den Zylinder­ bohrungen 12 in die Taumelscheibenkammer 7 strömt, dann fließt das gasförmige Kältemittel G, in dem ein dicker Nebel des Schmiermittels A enthalten ist, aus der Taumelscheibenkammer 7 durch den geraden Kanal 27 in die Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer 25. Da die Geschwindigkeit des strömenden Kältemittels G absinkt, wenn das gasförmige Kältemittel G aus dem einen relativ geringen Querschnitt aufweisenden Kanal 27 in die Trenn­ kammer 25 eintritt, welche ein beträchtliches Volumen besitzt, wird das in Form eines Ölnebels in dem gasför­ migen Kältemittel G enthaltene Schmieröl A von dem gasförmigen Kältemittel G getrennt. Das von dem mitgeführten Ölnebel getrennte gasförmige Kältemittel G fließt nunmehr durch den Gasauslaßkanal 28 in die Ansaugkammer 21.

Andererseits verbleibt das aus dem gasförmigen Kälte­ mittel G abgeschiedene Schmieröl A in der Trennkammer 25, ohne in den Gasauslaßkanal 28 zu fließen, und kehrt dann allmählich über den Kanal 27 in die Taumelscheibenkammer 7 zurück. Wenn sich in der Trennkammer 25 eine vergleichs­ weise große Menge des Schmieröls A gesammelt hat, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, dann fließt das gasförmige Kälte­ mittel G über den Kanal 27 aus der Taumelscheibenkammer 7 in die Trennkammer 25, wobei der Gasanteil dort in Blasen B durch das bereits gesammelte Schmieröl A aufsteigt. Das in den Blasen B in Form eines Nebels enthaltene Schmieröl wird dabei von dem bereits gebildeten Schmierölvorrat A in der Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer 25 "eingesam­ melt". Der Taumelscheibenkompressor gemäß dem betrachteten ersten Ausführungsbeispiel ist also in der Lage, das in Form eines Nebels in dem gasförmigen Kältemittel G enthaltene Schmiermittel A selbst dann in der Trennkammer 25 abzuscheiden, wenn der Druck in der Taumelscheiben­ kammer 7 aufgrund einer hohen Drehzahl der Antriebswelle 9 erhöht ist. Außerdem kann bei dem betrachteten Taumel­ scheibenkompressor das aus dem gasförmigen Kältemittel G abgeschiedene Schmieröl A in die Taumelscheibenkammer 7 zurückgeleitet werden, während das ölfreie, gasförmige Kältemittel G zu der Ansaugkammer 21 fließen kann. Auf diese Weise wird einerseits eine unzureichende Schmierung der beweglichen Teile des Kompressors vermieden und andererseits eine Reduzierung der Kühlleistung bzw. ein Absinken des Wirkungsgrades des externen Kältemittel­ kreislaufs verhindert.

Nachstehend soll nunmehr ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Taumelscheibenkompressors anhand von Fig. 3 beschrieben werden. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist in der hinteren Ventilplatte 4 zusätzlich eine durchgehende Öffnung 30 vorgesehen, und zwar in einer Lage, die dem oberen Ende der Kältemittel/Schmiermittel- Trennkammer 25 entspricht. Außerdem ist in der hinteren Wand bzw. der Rückwand des hinteren Zylinderblockes 2 ein schräg nach vorn und oben verlaufender Druckausgleichs­ kanal 31 vorgesehen, der die durchgehende Öffnung 30 mit dem oberen Teil der Taumelscheibenkammer 7 verbindet. Das obere Ende des Druckausgleichskanals 31 öffnet sich dabei in einer Höhe in die Taumelscheibenkammer 7, die niedriger ist als die Höhe, in der sich das obere Ende des Gasauslaßkanals 28 in die Ansaugkammer 21 öffnet.

Zusätzlich zu den Wirkungen und Vorteilen des anhand von Fig. 1 und 2 erläuterten ersten Ausführungsbeispiels besteht beim zweiten Ausführungsbeispiel die Möglichkeit, das Schmieröl A in der Trennkammer 25 solange zu sammeln, bis der Pegel des gesammelten Schmieröls A in der Trenn­ kammer 25 eine Höhe erreicht, die gleich der Höhe des offenen Endes des Druckausgleichskanals 31 ist, so daß nunmehr das in der Trennkammer gesammelte Öl A über die Druckausgleichsöffnung 31 in die Taumelscheibenkammer 7 fließen kann. Das Schmieröl A fließt folglich selbst dann nicht in die Ansaugkammer 21, wenn sich auch im Gasaus­ laßkanal 28 Öl gesammelt hat, und zwar aufgrund des Druckausgleichs zwischen der Taumelscheibenkammer 7 und der Ansaugkammer 21 über die Druckausgleichsöffnung 31 und den Gasauslaßkanal 28.

Nachstehend soll anhand von Fig. 4 ein weiterer Taumel­ scheibenkompressor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist in der hinteren Ventil­ platte 4 eine Bohrung 32 vorgesehen. Die Bohrung 32 und die Spalte in den Drucklagern 11 und den Radiallagern 22 bilden anstelle des Verbindungskanals 27 beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel einen Verbindungskanal 33. Hierdurch wird die Konstruktion beim dritten Ausfüh­ rungsbeispiel im Vergleich zu den beiden ersten Ausfüh­ rungsbeispielen vereinfacht.

Ein Taumelscheibenkompressor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand von Fig. 5 bis 7 beschrieben.

Der Taumelscheibenkompressor gemäß dem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel ist mit einer Ölpumpe 15 ausgestattet, die mit der Antriebswelle 9 verbunden ist und von dieser angetrieben wird. Die Ölpumpe 15 ist in einer Pumpenkammer 19 im hinteren Gehäuse 6 des Kompressors angeordnet. Ein Ölsumpf 8, der eine gewisse Reserve an Schmieröl A auf­ nimmt, ist im tiefsten Teil der Zylinderblockanordnung vorgesehen, die durch den vorderen und den hinteren Zylinderblock 1 bzw. 2 gebildet wird. In den oberen Teilen der Zylinderblöcke 1 und 2 - bezogen auf die horizontale Achse der Zylinderblockanordnung - sind zwei Kältemittel/ Schmiermittel-Trennkammern 34 in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen 12 angeordnet, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Die Trennkammern 34 sind ferner in axialer Richtung vor bzw. hinter der Taumel­ scheibenkammer 7 angeordnet. Ein Kanal 35 mit relativ geringem Querschnitt ist in der inneren Wand 34 a jeder der Trennkammern 34 jeweils am unteren Ende der Wand 34 a ausgebildet, um eine Fluidverbindung zwischen den Trennkammern 34 und der Taumelscheibenkammer 7 zu schaffen. Ein Gasauslaßkanal 36 ist in der oberen Wand jeder Trennkammer 34 vorgesehen, so daß jede Kammer in Fluidverbindung mit einem Kältemittelansaugkanal 29 des internen Kältemittel-Umwälzkreislaufs des Kompressors steht. Jeder Gasauslaßkanal 36 verläuft dabei schräg, um eine ausreichende Kanallänge zu gewährleisten.

Im Betrieb fließt eine Strömung des gasförmigen Kältemit­ tels G mit darin suspendierten Schmiermitteltröpfchen aus der Taumelscheibenkammer 7 durch die Kanäle 35 in die Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammern 34, wie dies am besten aus Fig. 7 deutlich wird, und der Nebel des Schmieröls A wird in derselben Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 von dem gasförmigen Kältemittel G getrennt. Das schmiermittelfreie, gasförmige Kältemittel G fließt dann durch die Gasauslaßkanäle 36 in die Ansaugkammern 21 und das aus dem gasförmigen Kältemittel G abgeschiedene Schmieröl A sammelt sich in den Trennkammern 34, ohne durch die Gasauslaßkanäle 36 abzufließen. Schließlich kehrt das Schmieröl A durch die Kanäle 35 in die Taumelscheibenkammer 7 zurück. Wenn sich in einer Trennkammer 34 eine vergleichsweise große Menge des Schmieröls A gesammelt hat, dann strömt das die Taumelscheibenkammer 7 über die Kanäle 35 verlassende gasförmige Kältemittel G in den Trennkammern 34 in Form von Blasen B durch das gesammelte Schmieröl A nach oben, wobei das in Form eines Nebels in dem gasförmigen Kältemittel enthaltene Schmiermittel A in den Blasen B von dem Schmieröl A in den Trennkammern 34 festgehalten und gesammelt wird.

Da bei dem Taumelscheibenkompressor gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Trennkammern 34 jeweils im oberen Teil der Zylinderblöcke 1 bzw. 2 liegen, werden die Antriebswelle 9 sowie die Druck- und Radiallager 11, 22 von dem Schmieröl A ausreichend geschmiert, welches durch die Kanäle 35 aus den Trennkammern 34 in die Taumel­ scheibenkammer 7 zurückkehrt.

Nachstehend wird anhand von Fig. 8 ein Taumelscheiben­ kompressor gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist im oberen Teil der Zylinderblöcke 1 und 2 oberhalb der Taumelscheibenkammer 7 eine - in axialer Richtung durchgehende - Kältemittel/ Schmiermittel-Trennkammer 40 vorgesehen. In einer Trennwand 37 ist ferner ein Kanal 38 vorgesehen, um die Trennkammer 40 mit der Taumelscheibenkammer 7 zu verbinden. Weiterhin sind in den oberen Teilen der vorderen und der hinteren Ventilplatte 3 bzw. 4 Gasaus­ laßkanäle 39 vorgesehen, um die Kältemittel/Schmier­ mittel-Trennkammer 40 mit Ansaugkammern 21 zu verbinden.

Die Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer 40 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel hat ein größeres Volumen als die Trennkammern 34 beim vierten Ausführungsbeispiel und bietet folglich die Möglichkeit, das in dem gasförmigen Kältemittel G enthaltene Schmieröl A noch besser abzuscheiden.

Anhand von Fig. 9 bis 12 wird nachstehend ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Taumelscheibenkompressors gemäß der Erfindung erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Gaseinlaßöffnung 41 vorgesehen, über die das gasförmige Kältemittel G, welches von einem äußeren Kühlkreislauf zurückkehrt, einem Ansaugkanal 28 zugeführt wird, der in den oberen Teilen der Zylinderblöcke 1 und 2 ausgebildet ist. Die Gaseinlaß­ öffnung 41 ist dabei im oberen Teil des hinteren Zylinder­ blockes 2 ausgebildet, wobei eine Kältemittel/Schmier­ mittel-Trennkammer 42 in Form einer vertikalen Aussparung angrenzend an eine Seite der Gaseinlaßöffnung ausgebildet ist, wie dies am besten aus Fig. 11 deutlich wird. Ein Kanal 43 geht durch die Bodenwand der Trennkammer 42 hindurch, um diese mit der Taumelscheibenkammer 7 zu verbinden. Ein Gasauslaßkanal 44 ist im oberen Teil der Trennwand 45 vorgesehen, um die Trennkammer 42 mit der Gaseinlaßöffnung 41 zu verbinden. Das aus dem gasförmigen Kältemittel G abgeschiedene Schmieröl A, welches in der Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer 42 gesammelt wird, tropft durch den Kanal 43 in die Taumelscheibenkammer 7, während das von der Schmierölkomponente befreite gasförmige Kältemittel G durch den Gasauslaßkanal 44 in den Ansaugkanal 29 fließt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, wird das in der Taumelscheibenkammer in Form eines Nebels in dem gasförmigen Kältemittel enthaltene Schmieröl in minde­ stens einer Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer von dem gasförmigen Kältemittel getrennt und in den Taumelschei­ benkammer bzw. den Ölsumpf zurückgeleitet. Das gasförmige Kältemittel wird nach dem Abscheiden des Schmieröls in einen Ansaugkanal zurückgeleitet. Auf diese Weise kann eine unzureichende Schmierung der beweglichen Teile des Kompressors verhindert werden, während gleichzeitig eine Verringerung der Kühlleistung des Kühlkreislaufs durch verschlepptes Schmieröl vermieden wird.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen, vorteilhaften Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Beispielsweise kann der Kanal 27 beim ersten und beim zweiten Ausführungsbeispiel nach vorn geneigt sein. Es versteht sich also, daß dem Fachmann, ausgehend von den beschriebenen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglich­ keiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.

Claims (7)

1. Taumelscheibenkompressor mit einem Kompressorgehäuse, in dem mehrere axiale Zylinderbohrungen vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander rings um eine im Betrieb horizontal verlaufende Achse des Kompressors angeordnet sind, und mit einem Kälte­ mittel-Umwälzkreislauf, welcher eine Kältemittelan­ saugseite und eine Kältemittelauslaßseite umfaßt;
mit einer in axialer Richtung in der Mitte des Kompressorgehäuses angeordneten Taumelscheibenkammer;
mit einem Ölsumpf, der in dem Kompressorgehäuse, bezogen auf die horizontale Achse desselben, in einer tieferen Position unterhalb der Taumelscheibenkammer angeordnet ist, mit dieser in Verbindung steht und der Aufnahme einer gewissen Schmierölmenge dient;
mit in die Zylinderbohrungen eingepaßten, gleitver­ schieblichen und zu einer Hin- und Herbewegung antreibbaren Kolben in den Zylinderbohrungen zum Komprimieren von von der Ansaugseite angesaugtem Kältemittel und zum Abgeben des komprimierten Kältemittels zur Auslaßseite;
mit einer in dem Kompressorgehäuse mittels Lagern drehbar gelagerten Antriebswelle, deren Drehachse mit der horizontalen Achse des Kompressorgehäuses zusammenfällt; und
mit einer in der Taumelscheibenkammer drehfest auf der Antriebswelle montierten Taumelscheibe zum Antreiben der Kolben zu ihrer Hin- und Herbewegung,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
mindestens eine Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (25), die in dem Kompressorgehäuse (1, 2) vorgesehen ist und deren Boden mit seiner tiefsten Stelle über dem Niveau liegt, an dem sich bei einer vorgegebenen Schmierölmenge in dem Ölsumpf (8) bzw. in der Taumel­ scheibenkammer (7) die Oberfläche des Schmierölvorrats befindet;
einen Verbindungskanal (27) verringerten Querschnitts mit einer ersten und einer zweiten Öffnung (27 a, 27 b), dessen erste Öffnung (27 a) sich zu der Taumelscheiben­ kammer (7) öffnet und dessen zweite Öffnung (27 b) sich zu der Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (25) öffnet, und der eine Fluidverbindung zwischen der Taumelscheibenkammer (7) und der Trennkammer (25) bildet;
einen Kältemittelauslaßkanal (28) mit relativ geringer Querschnittsfläche, der sich von der Trennkammer (25) zur Ansaugseite des Kältemittel-Umwälzkreislaufs öffnet, wobei der Kältemittelauslaßkanal eine erste Öffnung (28 a) aufweist, die sich zu der Kältemittel/ Schmiermittel-Trennkammer (25) öffnet, und eine zweite Öffnung (28 b), die sich zur Ansaugseite des Kälte­ mittel-Umwälzkreislaufs öffnet, wobei die erste Öffnung (28 a) des Kältemittelauslaßkanals (28) im Betrieb in einer höheren Position angeordnet ist als die erste Öffnung (27 a) des Verbindungskanals (27).

2. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1 mit einem vorderen Zylinderblock und einem damit zur Bildung einer Zylinderblockanordnung verbundenen hinteren Zylinderblock, mit mehreren Zylinderbohrungen in der Zylinderblockanordnung, mit einer vorderen und einer hinteren Ventilplatte, wobei die Ventilplatten mit gegenüberliegenden Enden der Zylinderblockanordnung verbunden sind, mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuse, wobei in diesen Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern des Kältemittel-Umwälzkreislaufs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hinteren Gehäuse (6) eine Trennwand (24) vorgesehen ist, welche die Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (25) umschließt, und daß der Verbindungskanal (27) eine gerade, durch­ gehende Bohrung in dem hinteren Zylinderblock (2) umfaßt und eine erste Öffnung (27 a) aufweist, die im Betrieb über dem Spiegel einer vorgegebenen Schmieröl­ menge in dem Ölsumpf (8) oder der Taumelscheibenkammer (7) liegt, sowie eine zweite Öffnung (27 b), die angrenzend an den Boden der Trennkammer (25) vorgesehen ist.

3. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkammer (25) in dem hinteren Gehäuse (6) einen oberen Teil aufweist, der mit der Taumelscheibenkammer (7) über einen Druck­ ausgleichskanal (31) in Verbindung steht, der in der hinteren Ventilplatte (4) und dem hinteren Zylinder­ block (2) ausgebildet ist.

4. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1 mit einem vorderen Zylinderblock und einem damit zur Bildung einer Zylinderblockanordnung verbundenen hinteren Zylinderblock, mit mehreren Zylinderbohrungen in der Zylinderblockanordnung, mit einer vorderen und einer hinteren Ventilplatte, wobei die Ventilplatten mit gegenüberliegenden Enden der Zylinderblockanordnung verbunden sind, mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuse, wobei in diesen Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern des Kältemittel-Umwälzkreislaufs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hinteren Gehäuse (6) eine Trennwand (24) vorgesehen ist, welche die Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (25) umschließt, und daß der Verbindungskanal einen Spalt umfaßt, der rund um das hintere Ende der Antriebswelle (9) vorgesehen ist, sowie eine Bohrung (32) in der hinteren Ventilplatte (4), wobei die Bohrung (32) einerseits mit dem Spalt und andererseits mit der Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (25) in dem hinteren Gehäuse (6) in Verbindung steht.

5. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1 mit einem vorderen Zylinderblock und einem damit zur Bildung einer Zylinderblockanordnung verbundenen hinteren Zylinderblock, mit mehreren Zylinderbohrungen in der Zylinderblockanordnung, mit einer vorderen und einer hinteren Ventilplatte, wobei die Ventilplatten mit gegenüberliegenden Enden der Zylinderblockanordnung verbunden sind, mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuse, wobei in diesen Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern des Kältemittel-Umwälzkreislaufs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im vorderen und im hinteren Zylinderblock (1 bzw. 2) in axialer Richtung im Abstand voneinander jeweils eine, zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen (12) liegende, als Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (34) dienende und in axialer Richtung begrenzte Aussparung vorgesehen ist, wobei jede der so ausgebildeten Trennkammern (34) mit der Taumelscheibenkammer (7) über eine durchgehende Öffnung (35) in der Wand der Taumelscheibenkammer (7) in Verbindung steht, so daß die Öffnungen (35) jeweils einen Verbindungskanal bilden, und wobei jede der Trennkammern (34) mit der Ansaugseite über einen in dem vorderen bzw. hinteren Zylinderblock (1 bzw. 2) vorgesehenen Kanal (36) in Verbindung steht, der einen Kältemittelauslaßkanal bildet.

6. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1 mit einem vorderen Zylinderblock und einem damit zur Bildung einer Zylinderblockanordnung verbundenen hinteren Zylinderblock, mit mehreren Zylinderbohrungen in der Zylinderblockanordnung, mit einer vorderen und einer hinteren Ventilplatte, wobei die Ventilplatten mit gegenüberliegenden Enden der Zylinderblockanordnung verbunden sind, mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuse, wobei in diesen Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern des Kältemittel-Umwälzkreislaufs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorderen und in dem hinteren Zylinderblock (1 bzw. 2) im oberen Teil der Zylinderblockanordnung (1, 2) eine bezüglich der Längsachse durchgehende und sich in axialer Richtung erstreckende Aussparung vorgesehen ist, welche als Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (40) dient und mit der Taumelscheibenkammer (7) über eine durchge­ hende Öffnung (38) in der oberen Wand (37) der Taumelscheibenkammer (7) in Verbindung steht, und daß die in axialer Richtung verlaufende Trennkammer (40) mit den Ansaugkammern (21) im vorderen und im hinteren Gehäuse (5 bzw. 6) jeweils über eine durchgehende Öffnung (39) in Verbindung steht die in der betref­ fenden Ventilplatte (3 bzw. 4) vorgesehen ist und als Kältemittelauslaßkanal dient.

7. Taumelscheibenkompressor nach Anspruch 1 mit einem vorderen Zylinderblock und einem damit zur Bildung einer Zylinderblockanordnung verbundenen hinteren Zylinderblock, mit mehreren Zylinderbohrungen in der Zylinderblockanordnung, mit einer vorderen und einer hinteren Ventilplatte, wobei die Ventilplatten mit gegenüberliegenden Enden der Zylinderblockanordnung verbunden sind, mit einem vorderen und einem hinteren Gehäuse, wobei in diesen Gehäusen Ansaug- und Auslaßkammern des Kältemittel-Umwälzkreislaufs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der hintere Zylinderblock (2) mit einer Ansaugöffnung (41) versehen ist, über die das gasförmige Kältemittel aus dem äußeren Kühlkreislauf in den Kompressor einführbar ist und daß an der Oberseite des hinteren Zylinderblockes (2) eine Kammer in Form einer vertikalen Aussparung vorgesehen ist, die als Kältemittel/Schmiermittel-Trennkammer (42) dient und einen Boden sowie eine vertikale Wand aufweist, wobei die Trennkammer (42) mit der Ansaugöffnung (41) über eine erste Öffnung (44) in einer senkrechten Kammerwand in Verbindung steht, die als Kältemittelauslaßkanal (44) dient, und mit der Taumelscheibenkammer (7) über eine zweite Öffnung (43), die im Boden der Aussparung vorgesehen ist und als Verbindungskanal (43) dient.